| Project/Area Number |
22K08219
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
赤井 良子 金沢医科大学, 総合医学研究所, 助手 (60823317)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 泡沫細胞 / 高脂質 / マウスモデル / 細胞ストレス / 循環器疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究により動脈硬化症と小胞体ストレス応答の関連性が具体的な分子機能で説明できるようになれば、動脈硬化症の病態理解は大きく進み、その成果を踏まえた新たな創薬研究も発展するはずである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究対象である「動脈硬化症」は脂質代謝異常により引き起こされる生活習慣病の１つであり、動脈壁の肥厚が特徴である。肥厚した動脈壁ではマクロファージがリポタンパク質を多く摂取して、脂質を蓄積した泡沫細胞に変化する。泡沫化したマクロファージは移動能を失い、局所的な炎症を慢性化させることが知られている。もう一つの研究対象である「小胞体ストレス」は膜タンパク質や分泌タンパク質の合成・修飾・輸送を担う細胞小器官の小胞体に生じるストレスのことである。そのストレスの原因は一般的に小胞体内で構造的に未熟または異常なタンパク質が増加することであるが、10年ほど前からは高脂肪状態も小胞体ストレスの原因として考えられるようになってきた。そのような小胞体ストレスを感知して活性化される分子にIRE1が知られ、私たちの研究グループは以前に泡沫細胞でIRE1が活性化状態にあることを見出している。しかしながら「泡沫細胞でIRE1が何をしているか？」は謎のままで、その機能になかなか迫れておらず、現在の重要な学術的「問い」となっている。先述の通り泡沫細胞におけるIRE1の機能解析は初めの報告から10年近く進まなかったが、IRE1と相互作用する分子の網羅的探索からカギとなるFMRPを発見することができた。そこで本研究ではマクロファージおよび泡沫細胞におけるIRE1とFMRPの機能解析から長らく不明であった小胞体ストレス応答と動脈硬化症の間にある分子メカニズムに踏み込む研究を実施している。これにより本研究の目的である「動脈硬化症と小胞体ストレスを関連させる生体分子メカニズムの解明」に挑む。本研究により動脈硬化症と小胞体ストレス応答の関連性がIRE1とFMRPの具体的な分子機能で説明できるようになれば、動脈硬化症の病態理解は大きく進み、その成果を踏まえた新たな創薬研究も発展するはずである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２年目はFMRPのリン酸化とIRE1のキナーゼ機能に関する薬理学的および生化学的な解析を以下の通り行った。IRE1のキナーゼ活性はKIRA-6により、またRNase活性は4μ8cにより阻害されることが分かっている。そこで骨髄由来マクロファージに両薬剤をin vitroで処理したところ、FMRPのリン酸化をKIRA-6は抑制したが、4μ8cは抑制しなかった。また別のIRE1キナーゼ阻害剤であるAMG-18をマウスに投与した後に腹腔マクロファージを回収したところ、FMRPのリン酸化はコントロールに比べて抑制された。さらにIRE1抗体を用いて免疫沈降実験を行ったところ、FMRPが共免疫した。次に精製したタンパク質を用いた解析も進めた。野生型IRE1およびATP-γ-Sと反応させたFMRPはチオリン酸化されたが、キナーゼ欠損型IRE1を用いるとFMRPはチオリン酸化されなかった。これらの結果からFMRPがIRE1のキナーゼ活性を介して直接的にリン酸化されることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに動脈硬化症の分子病態に迫るために次年度はIRE1活性依存的にFMRPが結合するRNAの探索を進める。FMRPが脂質代謝関連遺伝子に由来するmRNAに結合して、その活性を制御していれば大変興味深い発見となる。現時点でどのようなRNAが候補に挙がるか分からないが、動脈硬化症に対する創薬展開において重要な標的となる可能性は十分に高いと想像できる。
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